Ségolène Débarre a fait des études d'histoire et de géographie à l'École normale Supérieure de Lyon (2002-2006) et de turcologie à l'Institut National des Langues et Civilisations Orientales (2006-2008). Elle a soutenu en 2011 une thèse de doctorat à l'Université Paris 1-Panthéon-Sorbonne sur l'histoire de la cartographie et de l'Orientalistik allemandes. Elle a été post-doctorante au sein de l'ANR : "Matières à transfaire. Espaces-temps d'une globalisation (post-)ottomane", Programme Globalisation et Gouvernance, dirigé par Marc Aymes, au Centre d'Etudes Turques, Ottomanes, Balkaniques et Centrasiatiques (CNRS/EHESS/Collège de France)

Ségolène Débarre est membre du comité de rédaction de la revue franco-allemande Trajectoires (CIERA).